(57)【要約】【課題】  所望する材質で任意の断熱層の厚さを有し、厚さ方向の強度を確保でき、三次元曲面形状の配管部分にも適用でき、現地の施工作業が容易な断熱構造体を、仕上がり精度良く、短期間のうちに、低廉な費用で製造する方法を提供する。【解決手段】  第一シートの一面に厚さ方向に繊維が配向した繊維断熱層を接合して成形材を得る成形材形成工程と、該成形材を構成する該第一シート及び該第一シートと別の第二シートのいずれか一方を型面に沿って成形配置し該成形材または該第二シートを該型面に沿って成形する成形工程と、成形された該成形材及び該第二シートの一方の上に他方を接合し成形された該成形材を固定する成形固定工程と、を含むことを特徴とする断熱構造体の製造方法。【選択図】  図４
2006017243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一シートの一面に厚さ方向に繊維が配向した繊維断熱層を接合して成形材を得る成形材形成工程と、
該成形材を構成する該第一シート及び該第一シートと別の第二シートのいずれか一方を型面に沿って成形配置し該成形材または該第二シートを該型面に沿って成形する成形工程と、
成形された該成形材及び該第二シートの一方の上に他方を接合し成形された該成形材を固定する成形固定工程と、
を含むことを特徴とする断熱構造体の製造方法。
【請求項２】
前記繊維断熱層を形成する繊維は該繊維断熱層の厚さと等しい長さの繊維である請求項１記載の断熱構造体の製造方法。
【請求項３】
前記繊維断熱層は一方向に配向集積し互いに接合した短繊維を該繊維断熱層の厚さに切断したものである請求項１記載の断熱構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第一シート及び前記第二シートは可塑性をもち前記型面に押接することにより該型面の三次元曲面形状に成形できる請求項１〜３記載の断熱構造体の製造方法。
【請求項５】
前記成形固定工程に続いて、前記第一シートと前記第二シートとの対向する端部同士を接合する端部接合工程を含む請求項１〜４記載の断熱構造体の製造方法。
【請求項６】
前記型面は円筒外面あるいは円筒内面である請求項１〜５記載の断熱構造体の製造方法。
【請求項７】
前記型面を周回した前記第一シートの重なる端部同士を接合し、前記型面を周回した前記第二シートの重なる端部同士を接合する請求項６記載の断熱構造体の製造方法。
【請求項８】
前記繊維断熱層には、グラスウールやロックウールを始めとするガラス繊維や、植物繊維、ポリプロピレンやポリエステルを始めとする化学繊維などの繊維積層品を用い、前記第一シート及び前記第二シートには紙、熱可塑性シート、金属箔、アルミガラスクロス、ガラスクロス、不織布あるいは寒冷紗を用いる請求項１〜７記載の断熱構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第一シート及び前記第二シートには一面に粘着層を備えた粘着シートを用いる請求項１〜８記載の断熱構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用風道配管や上下水配管などを隠蔽して設備の熱効率を高めたり、吸音効果を高めたり、配管表面の結露現象を防止したりする断熱構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空調用配管や上下水配管と外部との熱移動を抑制して設備の熱効率を高めたり、音響伝搬を遮断して吸音効果を高めたり、配管表面の結露現象を防止したりするため、配管の外周面に断熱構造体を付設している。この断熱構造体には、グラスウールやロックウールなどの繊維が一定方向に配向された板状あるいは筒状の断熱材が一般的に用いられている。
【０００３】
そして、配管直管部への付設では、軸方向に開口面を備えるかあるいは二つ割りできる筒状の断熱材を取り付けた後、開口面をテープなどで止着することにより施工している。また、エルボなどの配管曲管部や開閉弁部への付設では、板状の断熱材を曲管部に押圧成形して断熱材外側をテープなどで止着する方法や、細長い帯状の断熱材を螺旋状に巻回する方法、成形型により工場で断熱材を成形加工する方法が行われている。
【０００４】
ところで、従来の断熱構造体は、断熱材原材を切断、あるいは押圧成形して製造しているため、任意の所望の厚さとすることが困難であった。また、断熱材の繊維の配向方向が配管外周面に沿っており厚さ方向の強度が小さいため、厚さ方向に圧縮されて断熱性能が低下し、さらに断熱材外周を覆う表被シートが損傷しやすい短所があった。曲管部に断熱材を押圧成形する方法や螺旋状に巻回する方法は、断熱構造体と配管の間に隙間を生じて断熱性能の低下を生じやすく、現地での施工作業も煩雑であった。成形型による方法は断熱構造体の仕上がりは良好であるが、施工対象配管ごとに型を製作する手間と費用が大変であった。
【０００５】
これらの課題のうち所望の厚さでかつ厚さ方向の強度を確保する解決策として、発明者は既に特許文献１及び特許文献２に開示する断熱装置を発明した。これらの断熱装置は繊維の配向方向に厚さをもち、厚さ方向の強度を確保するとともに、任意の厚さで製造できる長所を有している。しかしながら、特許文献１の断熱装置は製造に手間がかかり、特許文献２の断熱装置は現地の施工作業が煩雑である。また、適用できる配管の形状に制約があることからも、断熱構造体の製造方法の改良が要望されていた。
【特許文献１】特開平８−１５９５４３号公報
【特許文献２】特開平８−３２７１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、所望する材質で任意の断熱層の厚さを有し、厚さ方向の強度を確保でき、三次元曲面形状の配管部分にも適用でき、現地の施工作業が容易な断熱構造体を、仕上がり精度良く、短期間のうちに、低廉な費用で製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の断熱構造体の製造方法は、第一シートの一面に厚さ方向に繊維が配向した繊維断熱層を接合して成形材を得る成形材形成工程と、該成形材を構成する該第一シート及び該第一シートと別の第二シートのいずれか一方を型面に沿って成形配置し該成形材または該第二シートを該型面に沿って成形する成形工程と、成形された該成形材及び該第二シートの一方の上に他方を接合し成形された該成形材を固定する成形固定工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
以下、本発明の断熱構造体の製造方法について、工程順に説明する。成形材形成工程は、第一シートの一面に厚さ方向に繊維が配向した繊維断熱層を接合して成形材を得る工程である。第一シート及び後述の第二シートは、断熱構造体の内周面及び外周面を覆うため、耐環境性に優れ機械的な強度を有して繊維断熱層を隠蔽、保護できる材料を選定する。繊維断熱層には、必要な断熱性能を得られる材質、厚さのものを選定する。接合の方法としては、第一シート及び繊維断熱層の材質に適合する一般的な接着剤を用いればよい。
【０００９】
断熱構造体の断熱性能を確保するためには、繊維断熱層の厚さ及び繊維密度を一定以上とすることが肝要である。このため、同一寸法の多数の矩形状の繊維断熱層を隙間なく並べ、端から順序よく第１シートに接合してゆく、などの方法が好ましい。このようにして、平板状の成形材を得ることができる。
【００１０】
成形工程は、付設する対象配管に合わせて断熱構造体の形状を決める工程であり、二通りの方法がある。第一の方法は成形材形成工程で得た成形材自体を成形するものであり、成形材を構成する第一シートを型面に沿って成形配置することにより、成形材を型面に沿った形状に成形する。第二の方法は成形材とは別の第二シートを成形するものであり、第二シートを型面に沿って成形配置する。
【００１１】
成形固定工程は、断熱構造体として形状を固定する工程である。すなわち、成形工程の第一の方法に続き、成形の済んだ成形材の第一シートと背向する繊維断熱層の上に第二シートを接合して成形材の形状を固定する。成形工程の第二の方法に続いては、成形された第二シートの上に成形材の第一シートと背向する繊維断熱層を接合しながら、成形材を第二シートに沿って成形し、固定する。このようにして、断熱構造体を製造することができる。
【００１２】
上記成形工程で使用する型面は、対象配管の外形をかたどった形状ジグに相当するものでよく、あるいは現物の配管自体でもよい。形状ジグを用いて断熱構造体を工場で製造する場合、同じ形状で多数製造することができる半面、現地への移送及び施工の手間がかかる。
【００１３】
一方、現地での製造では、断熱構造体の完成がただちに施工完了となり余分な手間を要しないが、現地作業環境の面で制約がある。例えば、作業スペースや製造設備が確保できない場合や、高温や多湿、塵埃などで製造作業が困難な場合は、現地での製造は行えない。結局、製造実施場所については、製造個数や現地の条件を考慮して決めてやればよい。
【００１４】
前記繊維断熱層を形成する繊維は該繊維断熱層の厚さと等しい長さの繊維であることが好ましい。あるいは、前記繊維断熱層は一方向に配向集積し互いに接合した短繊維を該繊維断熱層の厚さに切断したものであってもよい。
【００１５】
本発明で用いる繊維断熱層は厚さ方向に繊維が配向しているため、断熱構造体の厚さ方向の強度を確保できる。この繊維断熱層を得るために、長繊維からなる断熱材原材あるいは一方向に配向集積し互いに接合した短繊維からなる断熱材原材を、繊維断熱層の厚さに相当する長さで切断することが実用的であり、かつ好ましい。これにより、繊維断熱層は所望する任意の厚さとすることができる。
【００１６】
前記第一シート及び前記第二シートは可塑性をもち前記型面に押接することにより該型面の三次元曲面形状に成形できることが好ましい。第一シートあるいは第二シートは、配管曲管部や開閉弁部その他の三次元曲面形状の型面に押し当てながら、型面とシートの間に隙間ができないようにして成形する必要がある。そのためには、可塑性をもち部分的に収縮あるいは皺を生じても破損することなく形状を留める物性を有することが好ましい。また、断熱構造体の外周面を滑らかに覆うためにも、同様の物性を有することが好ましい。
【００１７】
前記成形固定工程に続いて、前記第一シートと前記第二シートとの対向する端部同士を接合する端部接合工程を含むことが好ましい。前節までの説明を基にした断熱構造体では端部が外気に開放しているため、繊維断熱層の湿潤、小動物や虫類の侵入、繊維の飛散などの弊害を生じる。そこで、第一シートと第二シートとの対向する端部同士を接合し、繊維断熱層を密閉した袋状の断熱構造体とすることが好ましい。
【００１８】
前記型面は円筒外面あるいは円筒内面であってもよい。前記型面を周回した前記第一シートの重なる端部同士を接合し、前記型面を周回した前記第二シートの重なる端部同士を接合するようにしてもよい。
【００１９】
言うまでもなく、本発明は配管直管部の断熱構造体の製造にも適用でき、型面としては円筒外面あるいは円筒内面を用いればよい。このとき、断熱構造体は円筒外面あるいは円筒内面を一周回って、軸方向に開口した筒状となる。ここで、周回して重なった第一シートの両方の端部同士を接合し、同様に第二シートの端部同士を接合する。これにより、開口のない筒状の断熱構造体を製造することができる。
【００２０】
前記繊維断熱層には、グラスウールやロックウールを始めとするガラス繊維や、植物繊維、ポリプロピレンやポリエステルを始めとする化学繊維などの繊維積層品を用い、前記第一シート及び前記第二シートには紙、熱可塑性シート、金属箔、アルミガラスクロス、ガラスクロス、不織布あるいは寒冷紗を用いることが好ましい。断熱構造体を構成する具体的材料としては、上記に示す材料が好ましい。
【００２１】
また、前記第一シート及び前記第二シートには一面に粘着層を備えた粘着シートを用いてもよい。これにより、接合作業時に接着剤を塗布することを要せず、製造時の手間を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の断熱構造体の製造方法では、厚さ方向に繊維が配向した繊維断熱層を用いるため、所望する材質で任意の断熱層の厚さを有し、かつ厚さ方向に強度を有する断熱構造体を製造することができる。また付設対象配管に相当する型面に沿って成形するため、任意の三次元曲面形状の配管に付設できる断熱構造体を製造することができ、仕上がり精度も良く、現地での施工作業も容易となる。
【００２３】
さらに、この型面は、二つの型の間に材料を挟んで荷重を加える成形型とは異なる簡易なものであるため、短期間のうちに、低廉な費用で、製造を行える。また、付設対象配管自体を型面とすることにより、現地での製造も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図５を参考にして説明する。図１は本発明の断熱構造体の製造方法に用いる繊維断熱層３１を得る方法を示す説明図である。先ず、繊維断熱層３１に好適な材質としてグラスウールなどを適宜選定し、断熱性能を満たすために必要とされる厚さＴを求める。次に、板状の断熱材原材５１を、図中に一点鎖線で示すように、繊維の長さ方向に所望の長さＴで切断すればよい。この方法は、長繊維あるいは一方向に配向し集積し互いに接合した短繊維のいずれにも適用でき、厚さ方向に繊維が配向した任意の厚さを有する矩形の繊維断熱層３１を簡単に得ることができる。
【００２５】
図２は本発明の成形材形成工程を示す説明図であり、第一シート１１の一面に繊維断熱層３１を接着して成形材３０を得る過程を示している。先ず、必要とされる大きさの額縁状の型枠３３を準備し、矩形の繊維断熱層３１の繊維の配向方向を上下に揃え、型枠３３内に隙間なく並べる。次に、繊維断熱層３１の上面に接着剤３２を塗布し、一方向から順に第一シート１１に接着してゆく。これにより、第１シート１１の一面に繊維断熱層３１を接着した平板状の成形材３０が得られる。
【００２６】
図３は成形工程の第一の方法を示す説明図であり、型面に相当する形状ジグ４１に沿った形状の成形材３０を得る過程を示している。形状ジグ４１は付設対象配管と同じ外形であればよく、成形材３０を構成する第一シート１１を形状ジグ４１の一端から順に押し当てながら成形配置してゆく。
【００２７】
第一シート１１に紙や金属箔を用いた場合は、必要に応じて部分的に皺寄せしながら形状ジグ４１に密着させてゆき、熱可塑性シートを用いた場合は、加熱して軟化させ成形し、冷却により安定した形状を得る。第一シート１１にその他の材料を用いた場合にも、部分的に皺寄せや収縮を行うことにより、形状ジグ４１になじませて密着した形状とする。
【００２８】
このとき、形状ジグ４１の凸面に位置する繊維断熱層３１は、形状ジグ４１から離れるにしたがい繊維間の距離が扇状に広がった形状となる。逆に、形状ジグ４１の凹面に位置する繊維断熱層３１は、形状ジグ４１から離れるにしたがい繊維間の距離が狭まった形状になる。このようにして、平板状の成形材３０を三次元曲面形状の形状ジグ４１に沿った形状に成形できる。
【００２９】
図４は成形固定工程を示す説明図であり、成形された成形材３０に第二シート２１を接着し、断熱構造体として形状を固定する過程を示している。すなわち、成形された成形材３０の第一シート１１と背向する繊維断熱層３１に接着剤３２を塗布し、成形材３０の一端から順に第二シート２１を押し当てながら接着、固定してゆく。第二シート２１には過剰な張力を与えないように余裕を持たせ、繊維断熱層３１を滑らかに覆うように固定するのが好ましい。
【００３０】
図５は成形固定工程の終了後に、形状ジグ４１を取り外した断熱構造体を示している。断熱構造体の繊維断熱層３１の厚さ方向の両面を第一シート１１と第二シート２１で接着、固定したことにより形状は安定している。この状態で完成とし配管に施工してもよいが、第一シート１１と第二シートの端部が開いた状態で内側の繊維断熱層３１が外気にさらされている。このため、繊維断熱層３１の湿潤、小動物や虫類の侵入、繊維の飛散などの弊害が懸念される。
【００３１】
したがって、端部接合工程として、第一シート１１の一端部１２と、これと対向する第二シート２１の一端部２２とを接着し、同様に、第一シート１１の他端部１３と、第二シート２１の他端部２３とを接着することが好ましい。この対策により、繊維断熱層３１は密閉されて、長期間にわたり安定した断熱性能を保つことができる。
【００３２】
なお、第一シート１１及び第二シート２１には、あらかじめ粘着層を付加した粘着シートを用い、接着材３２の塗布作業を省くようにしてもよい。
【００３３】
図６は本発明の別の例であり、成形工程で第二の方法により第二シート２１を形状ジグ４１に沿って成形した後の成形固定工程の方法を示している。この方法では成形された第二シート２１に接着剤３２を塗布し、成形材３０を構成する繊維断熱層３１を押し当てながら成形し、接着、固定する。このとき製造できる断熱構造体は、第一シート１１と第二シート２１が入れ替わることを除き、図３〜図５に示す方法で製造した断熱構造体と同じものである。
【００３４】
図７は本発明のまた別の例であり、型面として円筒ジグ４２の内面を用いて配管直管部に付設する断熱構造体を製造する場合の成形固定工程後の状態を示している。すなわち、円筒ジグ４２の内面に密着して、第一シート１１と繊維断熱層３１からなる成形材３０が成形され、さらにその内側に第二シート２１が接着されて成形、固定されている。ここで、周回して出会ったる第一シート１１の一端部１２と他端部１３とは開口部分４３で重なるので両者を接着し、同様に第二シート２１の一端部２２と他端部２３とを接着すれば、できあがる断熱構造体は開口のない円筒形状となる。また、開口のある円筒形状の断熱構造体を所望する場合には、第一シート１１の一端部１２と第二シート２１の一端部２２とを接着し、同様に他端部１３，２３同士を接着すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の断熱構造体の製造方法は、断熱構造体のみならず、類似形状の吸音構造体、緩衝構造体にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の断熱構造体の製造方法に用いる繊維断熱層を得る方法の例を示す説明図である。
【図２】本発明の成形材形成工程を示す説明図である。
【図３】本発明の成形工程における第一の方法をを示す説明図である。
【図４】本発明の成形固定工程を示す説明図である。
【図５】本発明の成形固定工程の後、及び端部接合工程を示す説明図である。
【図６】本発明の成形固定工程の別の例を示す説明図である。
【図７】本発明の別の例で、型面として円筒内面を用いる場合を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１：第一シート      １２：第一シートの一端部      １３：第一シートの他端部
２１：第二シート      ２２：第二シートの一端部      ２３：第二シートの他端部
３０：成形材      ３１：繊維断熱層      ３２：接着剤      ３３：型枠
４１：形状ジグ      ４２：円筒ジグ      ４３：開口部分
５１：断熱材原材
【図１】
2006017243.tif 000003
【図２】
2006017243.tif 000004
【図３】
2006017243.tif 000005
【図４】
2006017243.tif 000006
【図５】
2006017243.tif 000007
【図６】
2006017243.tif 000008
【図７】
2006017243.tif 000009